摘 要：利用農(nóng)業(yè)部植物營(yíng)養(yǎng)與生物肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室篩選與保存的微生物菌株，配制成復(fù)合型微生物菌劑，應(yīng)用于豬糞有機(jī)肥生產(chǎn)。發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)果表明：與對(duì)照處理相比，添加復(fù)合微生物菌劑的堆肥可提前完成豬糞有機(jī)肥的腐熟，縮短堆肥生產(chǎn)周期；豬糞中糞大腸菌群數(shù)降低了42.67%、蛔蟲(chóng)卵數(shù)死亡率提高了7.14%。該復(fù)合微生物菌劑為粉劑產(chǎn)品，成本適中，環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)，具有良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：復(fù)合微生物菌劑；豬糞；有機(jī)肥；發(fā)酵；堆肥

中圖分類(lèi)號(hào)：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2016）02-0041-03

肉制品需求的日益擴(kuò)大帶動(dòng)了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的繁榮，畜禽養(yǎng)殖業(yè)在為人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大實(shí)惠的同時(shí)，畜禽糞便的不合理排放也給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了很大的問(wèn)題[1]。這些問(wèn)題有悖于綠色環(huán)保的概念，也嚴(yán)重影響人類(lèi)健康，不符合畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。調(diào)查表明，我國(guó)每年產(chǎn)生的畜禽廢棄物，90%沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理就直接排放了[2]。目前，畜禽糞便最常見(jiàn)的處理方法有堆肥、加工成飼料、生產(chǎn)沼氣發(fā)酵等。其中，堆肥是畜禽糞便處理最普遍、最有效的途徑。

堆肥是指以各種植物殘?bào)w、畜禽糞尿和生活垃圾等為原料，經(jīng)堆制腐熟而成的有機(jī)肥料。堆肥發(fā)酵可以有效地處理人類(lèi)在社會(huì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物，緩解因養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)又能夠?yàn)榉N植業(yè)提供有機(jī)物質(zhì)與養(yǎng)分。許多研究表明，在堆肥發(fā)酵過(guò)程中，通過(guò)添加外源微生物，可以有效解決傳統(tǒng)堆肥發(fā)酵發(fā)酵周期長(zhǎng)、病原菌與寄生蟲(chóng)卵滅殺不充分、腐熟程度不徹底等缺陷[3]。農(nóng)業(yè)部植物營(yíng)養(yǎng)與生物肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室致力于節(jié)能、環(huán)保的農(nóng)用生物制品開(kāi)發(fā)利用，通過(guò)反復(fù)配比驗(yàn)證，現(xiàn)已研制出適用于堆肥發(fā)酵的復(fù)合微生物菌劑。為了驗(yàn)證該復(fù)合微生物菌劑在豬糞堆肥中的應(yīng)用效果，以豬糞、油菜秸稈、菜籽粕等為主要材料，進(jìn)行了有機(jī)肥堆肥試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試豬糞來(lái)自瀏陽(yáng)市北盛鎮(zhèn)的大型養(yǎng)殖場(chǎng)，水分在60%左右；油菜秸稈、菜籽粕均購(gòu)于市場(chǎng)，3種原料的主要營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。供試復(fù)合微生物菌劑為粉劑產(chǎn)品，由農(nóng)業(yè)部植物營(yíng)養(yǎng)與生物肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制，主要包含芽孢桿菌類(lèi)、木霉類(lèi)、放線菌類(lèi)等微生物。

1.2 試驗(yàn)方法

豬糞有機(jī)肥堆肥試驗(yàn)以新鮮的豬糞、油菜秸稈和菜籽粕為原料，在瀏陽(yáng)工業(yè)園發(fā)酵車(chē)間進(jìn)行。取新鮮的豬糞66.2%、油菜秸稈30%、菜籽粕2%、過(guò)磷酸鈣1.8%混合均勻。試驗(yàn)設(shè)添加復(fù)合微生物菌劑的試驗(yàn)組和不添加菌劑的對(duì)照組共2個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，復(fù)合微生物菌劑添加量為0.5%，初始含水率為55%左右。每個(gè)處理發(fā)酵物料為200 kg，堆好的物料以薄膜覆蓋保溫2 d，然后撤出薄膜，每天15︰00左右測(cè)定堆肥溫度，在堆肥發(fā)酵前與發(fā)酵第3、6、9、12、15天進(jìn)行取樣，同樣采取5點(diǎn)取樣法將樣品混合均勻，以四分法保留樣品200 g左右，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干、粉碎，過(guò)80目篩，進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

溫度測(cè)定：使用水銀溫度計(jì)測(cè)定堆肥溫度，每次選取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，然后取其平均值，同時(shí)記錄環(huán)境溫度。含水率測(cè)定：稱(chēng)取新鮮樣品，于105℃烘箱內(nèi)烘烤2 h，移至干燥器中冷卻至室溫，稱(chēng)重，含水率（%）=（烘烤前重量-烘烤后重量）/烘烤前重量×100。pH值測(cè)定：稱(chēng)取10 g新鮮樣品于100 mL無(wú)菌水中，200 r/min搖床內(nèi)混合30 min，通過(guò)pH計(jì)測(cè)定。糞大腸菌群數(shù)測(cè)定：參照GB/T 19524.1-2004中方法進(jìn)行。蛔蟲(chóng)卵死亡率測(cè)定：參照GB/T 19524.2-2004中方法進(jìn)行。有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分、總氮、總磷、總鉀測(cè)定：參照NY525-2012中方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 堆肥過(guò)程中的溫度變化

堆肥溫度是最直觀可判斷堆肥腐熟程度的指標(biāo)[4-5]。堆肥初期的溫度和環(huán)境溫度基本一致，從堆制的第2天開(kāi)始，不同處理的堆肥都開(kāi)始升溫，試驗(yàn)組第5天溫度達(dá)到63℃時(shí)，對(duì)所有的堆肥進(jìn)行了第一次翻堆，翻堆后的堆肥溫度有所回落，之后又快速回升；當(dāng)試驗(yàn)組第8天溫度達(dá)到65℃時(shí)，對(duì)所有的堆肥進(jìn)行了第二次翻堆，試驗(yàn)組的溫度在第二次翻堆后稍微有一定回升，之后開(kāi)始降溫，而對(duì)照組在第2 次翻堆后溫度持續(xù)下降。從圖1中可以看出，兩組堆肥試驗(yàn)基本可

以分為快速升溫、持續(xù)高溫和腐熟降溫3個(gè)階段。具體而言，試驗(yàn)組在堆肥的第3天溫度就到達(dá)50℃以上，最高溫達(dá)到65℃，而對(duì)照組在整個(gè)堆肥實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都沒(méi)有達(dá)到60℃（最高溫度54℃）。

2.2 堆肥過(guò)程中的含水率變化

水份是判斷堆肥腐熟的又一重要指標(biāo)，堆肥過(guò)程中原料水份過(guò)高或過(guò)低，都對(duì)堆肥有較大影響，肥料含水率越低，保存的時(shí)間越長(zhǎng)。物料含水率過(guò)高，整個(gè)堆體通透性不足，不利于溫度的提升，且容易產(chǎn)生臭味；含水率過(guò)低，不利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳遞，導(dǎo)致微生物活性降低[6]。由圖2可知，隨著堆肥發(fā)酵的進(jìn)行，兩個(gè)處理的水份均逐步降低，當(dāng)兩個(gè)處理處在較高溫階段時(shí)，水份下降尤為迅速。相對(duì)于未加菌劑的對(duì)照組，試驗(yàn)組水份下降幅度明顯，到堆肥發(fā)酵結(jié)束，試驗(yàn)組含水率為32%，對(duì)照組含水率為40%，表明在堆肥中添加復(fù)合微生物菌劑有利于堆體水份的擴(kuò)散。

2.3 堆肥過(guò)程中的pH值變化

堆肥過(guò)程中pH值主要影響微生物的活動(dòng)，微生物只有在適宜的pH值環(huán)境中才能充分發(fā)揮作用。由圖3可知，兩組處理的堆肥pH值變化趨勢(shì)相近，前期有一定的上升，這與微生物對(duì)堆肥中物料的分解利用有關(guān)系，而堆肥中氨氣的釋放會(huì)導(dǎo)致pH值上升[7-9]。第3天后，兩組處理的pH值均開(kāi)始下降，試驗(yàn)組的pH值下降的速度快于對(duì)照組，這可能與試驗(yàn)組中添加的復(fù)合微生物菌劑有關(guān)系，到發(fā)酵試驗(yàn)完成，試驗(yàn)組的最終pH值為5.8，而對(duì)照組的最終pH值為5.9，兩組試驗(yàn)的最終pH值的差距幾乎可以忽略。且在整個(gè)發(fā)酵試驗(yàn)中，兩組處理的pH值都不高，呈明顯的酸性特征，這與使用物料的性質(zhì)和不同成分的配比有一定的關(guān)系。

2.4 添加復(fù)合微生物菌劑對(duì)豬糞有機(jī)肥衛(wèi)生指標(biāo)的影響

由表2可知，兩個(gè)處理在發(fā)酵前期豬糞堆肥中的大腸菌群數(shù)均嚴(yán)重超標(biāo)，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，糞大腸菌群數(shù)逐漸減少。試驗(yàn)組在發(fā)酵第12天的時(shí)候，糞大腸菌群數(shù)降至93 cfu/g，達(dá)到有機(jī)肥料產(chǎn)品無(wú)害化指標(biāo)（≤100），發(fā)酵結(jié)束后，糞大腸菌群數(shù)只有43 cfu/g；而對(duì)照組發(fā)酵結(jié)束時(shí)，糞大腸菌群數(shù)才降至有機(jī)肥料產(chǎn)品無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)以下，為73 cfu/g。從蛔蟲(chóng)卵死亡率的數(shù)據(jù)來(lái)看，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，蛔蟲(chóng)卵的死亡率成規(guī)律性的升高，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，試驗(yàn)組的蛔蟲(chóng)卵死亡率高達(dá)98%，達(dá)到了有機(jī)肥料產(chǎn)品無(wú)害化處理的技術(shù)要求（≥95%）；而對(duì)照組則未能達(dá)到這一指標(biāo)，蛔蟲(chóng)卵的死亡率為91%。這可能是因?yàn)椋禾砑訌?fù)合微生物菌劑的堆肥，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，堆體溫度上升迅速，最高溫度到達(dá)65℃，且高溫維持時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)豬糞堆肥中的糞大腸菌群和蛔蟲(chóng)卵有良好的滅殺作用；而對(duì)照組堆肥溫度不如試驗(yàn)組高，堆體高溫殺菌效果不明顯，難以有效殺滅豬糞堆肥中的蛔蟲(chóng)卵。

2.5 豬糞有機(jī)肥發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)的變化

從表3中可以看出，豬糞有機(jī)肥經(jīng)過(guò)發(fā)酵腐熟后，兩組處理的理化指標(biāo)都有明顯的變化。有機(jī)質(zhì)含量總體下降，其中試驗(yàn)組的有機(jī)質(zhì)下降了11.85%，對(duì)照組有機(jī)質(zhì)下降了12.16%；總養(yǎng)分指標(biāo)下降明顯，試驗(yàn)組的總養(yǎng)分下降了18.61%，對(duì)照組總養(yǎng)分下降了13.10%；總氮的含量有所下降，試驗(yàn)組的總氮含量下降了15.92%，對(duì)照組總氮含量下降了13.25%，這可能與微生物的新陳代謝有關(guān)聯(lián)；總磷和總鉀的含量有所上升，試驗(yàn)組的總磷含量上升了6.25%，對(duì)照組總磷含量下降了4.74%，試驗(yàn)組的總鉀含量上升了5.42%，對(duì)照組總鉀含量上升了4.22%。

3 討論與結(jié)論

目前，微生物發(fā)酵是最常見(jiàn)的禽畜糞便處理方法，常規(guī)的堆肥發(fā)酵周期較長(zhǎng)，且禽畜糞便攜帶有大量的病原菌與有害物質(zhì)，若不經(jīng)過(guò)腐熟處理，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。許多研究表明，在堆肥過(guò)程中添加適當(dāng)?shù)奈⑸?，可有效解決常規(guī)堆肥發(fā)酵周期長(zhǎng)的問(wèn)題，而添加功能型微生物，可使堆肥溫度明顯升高，對(duì)禽畜糞便中的糞大腸菌群、蛔蟲(chóng)卵和有害物質(zhì)有顯著的滅殺和降解作用。

試驗(yàn)中添加復(fù)合微生物菌劑的試驗(yàn)組，升溫效果明顯優(yōu)于對(duì)照組，且高溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，較高的堆體溫度加快了水份蒸發(fā)，且堆體溫度較高時(shí)，微生物新陳代謝旺盛，加速水份流失，進(jìn)一步加快堆肥腐熟程度，縮短堆肥發(fā)酵生產(chǎn)周期；另外，持續(xù)高溫可有效殺死堆肥中的病原菌，使堆肥中大腸菌群數(shù)迅速下降，蛔蟲(chóng)卵死亡率明顯提高。添加復(fù)合微生物菌劑的試驗(yàn)組，發(fā)酵周期縮短，提前達(dá)到有機(jī)肥料產(chǎn)品無(wú)害化生產(chǎn)要求[10]。

農(nóng)業(yè)部植物營(yíng)養(yǎng)與生物肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的復(fù)合微生物菌劑符合豬糞堆肥發(fā)酵生產(chǎn)的要求，添加復(fù)合微生物菌劑的堆肥，發(fā)酵腐熟后各項(xiàng)指標(biāo)均能到達(dá)生物有機(jī)肥的標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)合微生物菌劑的使用可明顯加快堆體溫度的上升速度，延長(zhǎng)堆肥高溫持續(xù)時(shí)間，提升堆肥的腐熟效果，縮短堆肥生產(chǎn)周期。該復(fù)合微生物菌劑為粉劑產(chǎn)品，成本適中，環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)，具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局自然生態(tài)保護(hù)司. 全國(guó)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對(duì)策[M]. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002. 25-26.

[2] 徐風(fēng)花，孫冬梅，宋金柱. 微生物制品技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007. 51-74.

[3] 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心. 中國(guó)有機(jī)肥料資源[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999. 89-94.

[4] 李國(guó)建，錢(qián)新東. 堆肥腐熟度指標(biāo)的探討[J]. 城市環(huán)境與城市生態(tài)，1990，3（2）：27 -30.

[5] 徐風(fēng)花，孫冬梅，宋金柱. 微生物制品技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007. 51-74.

[6] 田 偉，劉明慶，席運(yùn)官. 微生物菌劑對(duì)以豬糞和香菇菌渣為原料的快速堆肥過(guò)程的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（6）：301-304.

[7] Mondini C，Abate M T，Leita L，et al. An integrated chemical，thermal，and microbiological approach to compost stability evaluation[J]. Journal of Environmental Quality，2003，32（6）：2379-2386.

[8] Cegarra J，Alburquerque J A，Gonzalvez J，et al. Effects of the forcedventilation on composting of a solid olive-mill by-product（“alperujo”）managed by mechanical turning[J]. Waste Manag，2006，26（12）：1377-1383.

[9] 劉 銳，方亞曼，羅金飛，等. 高效微生物菌劑在豬糞堆肥中的應(yīng)用[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（18）：10885-10888.

[10] 李國(guó)學(xué)，李玉春，李彥富. 固體廢物堆肥化及堆肥添加劑研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，22（2）：252-256.

（責(zé)任編輯：成 平）